[发明专利]一种水合物浆液气液固三相分离装置

说明书

本发明涉及一种水合物浆液气液固三相分离装置，包括壳体，壳体内设有多级烧结微孔型的筛板，壳体上部设有喷淋装置，壳体底部设有流化气体喷口，所述分离装置通过“分离水—喷淋水”循环系统和“分离气—流化气”循环系统，实现对气、水的循环利用。本发明通过多层烧结微孔型筛板过滤及喷淋装置冲刷筛板，实现气液固三相的有效分离，解决了水合物浆中夹带液体和气体的问题；同时，通过流化气体对于小粒径固体的流化作用，使水合物颗粒表现出类似流体的性质，便于短距离内管输。

技术领域

本发明涉及天然气水合物分离技术领域，尤其是一种可以得到较为纯净的水合物颗粒，并使固体水合物颗粒可以在短距离内管输的水合物浆液气液固三相分离装置。

背景技术

天然气水合物是一种由气体分子在一定温压条件下形成的笼状络合物。水分子间以氢键结合形成主体晶格，而气体分子则在范德华力的作用下，被固定在水分子所构成的晶格空隙中。当前，基于水合物的生成特性及其理化性质，开发出了水合物气体分离技术、水合物蓄冷技术、水合物海水淡化技术、水合物储气技术等一系列应用技术。水合物技术在应用中的一个重要环节是气体、液体和水合物颗粒的分离。当水合物晶体在反应釜中形成并从中流出时，水合物浆液常常会夹带一些液体与气体，这些液体及气体的存在会直接影响到相关技术方法的运行效率。

目前，已有的三相分离器，设计功能多着眼于回收液态组分或气态组分，对于固态组分一般靠冲砂管道冲出分离器或定期排空。该类三相分离器无法有效用于从天然气水合物浆液中分离水合物颗粒的情况。同时，由于水合物固体需在低温、高压的条件下分离，多数三相分离装置未设置承压及紧急工况下的处理，应用时灵活度和功效较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种实现气、液、固三相的有效分离且便于短距离内管输的水合物浆液气液固三相分离装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水合物浆液气液固三相分离装置，具有壳体，所述的壳体上部设有丝网捕雾器和位于丝网捕雾器下方的喷淋装置，壳体中部内侧壁设有与水平面呈45°夹角的第一筛板，与第一筛板相对的壳体中部下段内侧壁设有与水平面呈60°夹角的第五筛板，第一筛板下端连接有3/4圆型水槽，第五筛板下端连接有1/4圆型水槽，壳体下部设有与水平面呈15°夹角的第二筛板，第二筛板下方依次设有第三筛板和第四筛板，位于第三筛板与第四筛板之间设有流化气体喷口，第一筛板上端的壳体侧壁上设有水合物浆液进入口，壳体顶部设有分离气出口，壳体底部设有排污口，壳体外壁对应3/4圆型水槽设有分离水第一出口、对应1/4圆型水槽设有分离水第二出口。

由于水合物颗粒粒径范围在0.6mm至0.9mm，因此所述的第一筛板、第二筛板、第三筛板、第四筛板和第五筛板均选用烧结微孔板，所述微孔孔径为0.3mm，以保证水合物颗粒能正常滚落。

所述的喷淋装置具有与分离水第一出口外管路连接的喷淋水进入口，喷淋水进入口与分离水第一出口之间的管路上设有水泵和截止阀。

所述的分离气出口通过单向阀管路连接有气体缓冲罐，气体缓冲罐通过气泵和单向阀连接流化气体喷口。

所述的第二筛板下端连接有水合物颗粒出口，位于水合物颗粒出口上方的壳体侧壁上分别设有下限料位计和上限料位计，当下限料位计感应到水合物颗粒时，表示此时已经可以将分离气通入分离装置下部，促使水合物颗粒离开三相分离器；当上限料位计感应到水合物颗粒时，表示此时必须使水合物颗粒离开三相分离装置。

所述的壳体外壁设置有保温层，壳体壁上还设有第一温度测量口、第二温度测量口、第一压力测量口、第二压力测量口和第三压力测量口。

所述的流化气体喷口通过单向阀与水合物浆液反应釜前的原料气缓冲罐管路连接，在第二温度测量口或第一压力测量口测量参数异常时，原料气缓冲罐向流化气体喷口充入0℃的原料气，以降低分离装置内部温度或升高分离装置内压，以避免储存在第二筛板上的水合物颗粒分解。